知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

如图甲所示，在倾角为\(θ\)的光滑斜面内分布着垂直于斜面的匀强磁场，其磁感应强度\(B\)随时间变化的规律如图乙所示。质量为\(m\)的矩形金属框从\(t=0\)时刻静止释放，\(t_{3}\)时刻的速度为\(v\)，移动的距离为\(L\)，重力加速度为\(g.\)在金属框下滑的过程中，下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．\(t_{1}～t_{3}\)时间内金属框中的电流方向不变

B．\(0～t_{3}\)时间内金属框做匀加速直线运动

C．\(0～t_{3}\)时间内金属框做加速度逐渐减小的直线运动

D．\(0～t_{3}\)时间内金属框中产生的焦耳热为\(mgL\sin θ- \dfrac {1}{2}mv^{2}\)

难度：较易

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2．
如图所示，两平行导轨间距\(L=1.0m\)，倾斜轨道光滑且足够长，与水平面的夹角\(θ=30^{\circ}\)，水平轨道粗糙且与倾斜轨道圆滑连接\(.\)倾斜轨道处有垂直斜面向上的磁场，磁感应强度\(B=2.5T\)，水平轨道处没有磁场\(.\)金属棒\(ab\)质量\(m=0.5kg\)，电阻\(r=2.0Ω\)，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨\(.\)电阻\(R=8.0Ω\)，其余电阻不计\(.\)当金属棒从斜面上离地高度\(h=3.0m\)处由静止释放，金属棒在水平轨道上滑行的距离\(x=1.25m\)，而且发现金属棒从更高处静止释放，金属棒在水平轨道上滑行的距离不变\(.(\)取\(g=10m/s^{2})\)求：
\((1)\)从高度\(h=3.0m\)处由静止释放后，金属棒滑到斜面底端时的速度大小；
\((2)\)水平轨道的动摩擦因数\(μ\)；
\((3)\)从某高度\(H\)处静止释放后至下滑到底端的过程中流过\(R\)的电量\(q=2.0C\)，求该过程中电阻\(R\)上产生的热量．

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3．
如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨\(MN\)，\(PQ\)竖直放置，其宽度\(L=1m\)，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端\(M\)与\(P\)之间连接阻值为\(R=0.40Ω\)的电阻，质量为\(m=0.01kg\)、电阻为\(r=0.30Ω\)的金属棒\(ab\)紧贴在导轨上\(.\)现使金属棒\(ab\)由静止开始下滑，下滑过程中\(ab\)始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离\(x\)与时间\(t\)的关系如图乙所示，图象中的\(OA\)段为曲线，\(AB\)段为直线，导轨电阻不计，\(g=10m/s^{2}(\)忽略\(ab\)棒运动过程中对原磁场的影响\()\)，求：
\((1)\)判断金属棒两端\(a\)、\(b\)的电势高低；
\((2)\)磁感应强度\(B\)的大小；
\((3)\)在金属棒\(ab\)从开始运动的\(1.5s\)内，电阻\(R\)上产生的热量．

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4．
正方形的导线框，质量\(m=80g\)，边长\(L=16cm\)，电阻\(R=0.08Ω\)，在竖直平面内自由下落\(H\)后，下边框进入水平方向的匀强磁场中，磁场方向与线框垂直，磁感强度\(B=0.5T\)，磁场宽度\(h\)未知，如图所示，线框通过匀强磁场区域过程恰好做匀速直线运动，\(g=10m/s^{2}\)，求：
\((1)\)线框在竖直平面内自由下落的高度\(H\)；
\((2)\)线框通过磁场区域时产生的热量。

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5．
如图\((a)\)所示，相距为 \(L\) 的光滑平行金属导轨水平放置，导轨的一部分处在以 \(OO′\)为右边界的匀强磁场中，方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻 \(R\)，导轨电阻忽略不计。在距边\(OO′\)也为\(L\)处垂直导轨放置一质量为\(m\)、电阻也是\(R\)的金属杆\(ab\)。
\((1)\)若\(ab\)杆固定在导轨上的初始位置，磁场的磁感应强度按\(B=B_{0}+kt\)的规律变化，且 \(k > 0\)，求金属杆\(ab\)中的电流大小及方向；
\((2)\)在\(t_{0}\)时间内电阻 \(R\)上产生的焦耳热\(Q_{1}\)是多少？
\((3)\)若磁场的磁感应强度恒定为 \(B\)，\(ab\)杆在恒力作用下由静止开始向右运动\(3L\)距离，其速度位移的关系图象如图\((b)\)所示，求此过程中电阻\(R\)上产生的焦耳热\(Q_{2}\)和\(ab\)杆在刚要离开磁场时的加速度\(a\)的大小。

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6．
实验小组想要探究电磁刹车的效果，在遥控小车底面安装宽为\(L\)、长为\(2.5L\)的\(N\)匝矩形线框\(abcd\)，总电阻为\(R\)，面积可认为与小车底面相同，其平面与水平地面平行，小车总质量为\(m.\)如图是简化的俯视图，小车在磁场外以恒定的功率做直线运动，受到地面阻力恒为\(f\)，进入磁场前已达到最大速度\(v\)，车头\((ab\)边\()\)刚要进入磁场时立即抛去牵引力，车尾\((cd\)边\()\)刚出磁场时速度恰好为零。已知有界磁场宽度为\(2.5L\)，磁感应强度为\(B\)，方向竖直向下。求：
\((1)\)进入磁场前小车所受牵引力的功率\(P\)；
\((2)\)车头刚进入磁场时，感应电流的大小\(I\)；
\((3)\)电磁刹车过程中产生的焦耳热\(Q\)。

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7．

如图所示，用拉力把单匝矩形线框匀速拉出匀强磁场区，如果先后两次拉出的速度之比为\(1\)：\(2\)，则在先后两种情况下\((\)　　\()\)

A．拉力之比为\(1\)：\(2\)

B．通过线框的电量之比为\(1\)：\(1\)

C．线框中的感应电流之比为\(1\)：\(4\)

D．线框中产生的热量之比为\(1\)：\(2\)

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8．
在光滑水平面上存在某匀强矩形磁场区域，该磁场的方向竖直向下，磁感应强度为\(B\)，宽度为\(l\)俯视图如图所示。一边长也为\(l\)的正方形导线框，电阻为\(R\)，在水平向右的恒力作用下刚好以速度\(v_{0}\)匀速穿过磁场区域，求：
\((1)\)恒力的大小\(F\)；
\((2)\)导线框穿越磁场过程中产生的热量\(Q\)。

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9．
如图所示\(PQ\)、\(MN\)为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值\(R=8Ω\)的电阻，导轨间距为\(L=1m\)；一质量为\(m=0.1kg\)，电阻\(r=2Ω\)，长约\(1m\)的均匀金属杆\(AB\)水平放置在导轨上，它与导轨的滑动摩擦因数\(μ= \dfrac { \sqrt {3}}{5}\)，导轨平面的倾角为\(θ=30^{\circ}\)在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度为\(B=0.5 T\)，今让金属杆\(AB\)由静止开始下滑，从杆静止开始到杆\(AB\)恰好匀速运动的过程中经过杆的电量\(q=1 C\)，求：
\((1)\)杆\(AB\)下滑的最大速度；
\((2)\)杆\(AB\)从静止开始到匀速运动位移的大小；
\((3)\)从静止开始到杆\(AB\)匀速运动过程\(R\)上产生的热量；

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10．

如图所示，两相距\(l\)的平行金属导轨与水平面间的夹角为\(θ\)，与阻值为\(R\)的定值电阻相连，导轨电阻不计，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为\(B.\)有一质量为\(m\)的导体棒垂直于轨道且与两轨道接触良好，从\(ab\)位置获得平行于斜面的、大小为\(v\)的初速度向上运动，最远到达\(a′b′\)位置，上滑的整个过程中流过电阻\(R\)的电荷量为\(q\)，导体棒接入电路的电阻也为\(R\)，与导轨之间的动摩擦因数为\(μ\)，则\((\)　　\()\)

A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为\( \dfrac {B^{2}l^{2}v}{2R}\)

B．上滑过程中导体棒克服安培力做的功为\( \dfrac {1}{2}mv^{2}\)

C．上滑过程中电流做功产生的热量为\( \dfrac {1}{2}mv^{2}- \dfrac {mgqR}{Bl}(\sin θ+μ\cos θ)\)

D．导体棒上滑过程中损失的机械能为\( \dfrac {1}{2}mv^{2}- \dfrac {2mgqR}{Bl}\sin θ\)

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